基于无锡地铁1号线母线高速断路器箱的结构设计.docVIP

基于无锡地铁1号线母线高速断路器箱的结构设计 　　摘 要：本文主要分析了无锡地铁1号线母线高速断路器箱的结构设计，详细阐述了柜体结构及外观的改进以及门结构及密封形式的统一。并应用仿真软件对母线高速短路器箱进行了结构强度仿真，表明该柜体的结构及外观的改进符合强度要求。 　　关键词：柜体外观；门结构；密封形式；改进；结构仿真 　　0引言 　　随着轨道交通行业的迅速发展，我们产品性能方面与发达国家的差距逐渐减小，一些产品甚至更有赶超之势，在国际市场上，我们的产品总在低价徘徊，即使与国外产品性能相似，但价格只是国外的几分之一，我认为除了技术之外，我们对国内产品的外观设计也应引起足够的重视。 　　目前城轨柜体的外观改进受到公司领导的极度重视，并对柜体外观改进进行了多次专题研讨。随着公司各类柜体产品生产规模的进一步扩大，柜体的美观以及制定统一的设计规范、确定统一的门的结构形式，是很有必要的。统一规范的制定也在很大的程度上减少了设计者的工作量。 　　出于对柜体的美观性，门的稳定性、密封性，工艺的可实施性，操作的方便性；及其适用范围和制造成本等方面的考虑，现对城轨柜体结构及外观改进进行详细分析。 　　1框架结构及外观的改进 　　框架的结构形式是影响整体外观质量的主要因素之一，现以无锡地铁1号线母线高速短路器箱为例，阐述在骨架结构设计方面做的改进。 　　改进前：U型梁焊接在U型底板上，形成受力框架；顶板折弯与顶横梁、顶侧梁焊接，U型顶竖梁焊接在底板上，从而形成柜体的总框架。 　　未改进前柜体框架存在问题：1）U型梁焊接在底板上，底板上的焊缝较多，热输入大，导致底板收缩严重，变形大，焊缝布置的不均匀也导致外观质量不好。2）侧板、顶板四周折弯后与骨架焊接，焊缝多，热输入大，导致侧板收缩严重，变形大，导致表面凹凸不平，需要采用火焰调平，而调平留下的斑点及打磨的痕迹，严重影响外观质量。3）此焊接方式调平后留下的大量凹凸不平的斑点及砂轮抛光痕，喷漆前柜体外表面平整度很差，油漆过程中需要整个表面刮涂大约1-2mm厚的腻子，才能修补平整。腻子层影响了降低了涂膜质量，也降低了生产效率。而且内表面不能刮涂腻子修补，油漆后这些缺陷更加明显，外观较差。 　　改进后柜体框架结构：使用U型梁及折弯板?液檬芰Φ目蚣埽槐砻娌捎妹砂逵肟蚣苋?焊；板上只焊不受力的扎线杆或接地螺柱等小器件。 　　改进后柜体框架优点：1）用U型梁及折弯板?液檬芰Φ目蚣埽?底板以塞焊的形式与框架上的梁相连接，从而底板上的焊缝很少，热输入小，收缩变形很小整体比较美观。2）侧板和顶板为平板结构，采用塞焊的形式与骨架相连，焊接方法为TIG焊，热输入小，变形小，不需要火焰调平，表面的外观质量良好。3）采用塞焊的形式与骨架相连，变形小，不需要火焰调平，表面的外观质量良好，柜体外表面除焊缝部位其它表面无需刮涂腻子，产品的外观质量得到提升，同时也保证了最终的涂膜质量。 　　针对柜体的外观设计，提出以下几点建议，为后续产品设计提供参考。1）在不影响强度的前提下，尽量减小顶板和侧板的焊缝，采用框架蒙皮结构或焊接铆接结构相结合的方法。2）在保证结构的承载能力的条件下，尽可能减少不必要的焊缝或将焊接结构改成铆接、螺栓连接结构，已减少变形。3）承载力较小的焊缝，尽可能采用TIG、电阻焊等热输入较少的焊接工艺。 　　2 门结构密封形式的统一 　　现城轨领域产品门结构存在问题：门结构及密封形式种类繁多，对产品规范化设计带来不利影响。针对此现象我司对门结构及密封形式进行了规范化设计。 　　针对之前门结构及密封形式的不足，对城轨产品门结构做了如下改进点：首先门挂钩和门把手相连，增加了门把手的受力强度，其次，门板冲压加强筋，增加了门的强度，并在门板的两侧增加了防脱落措施。 　　门的密封形式：在之前的地铁项目中，所使用过的密封形式如图2-4所示，这三种密封方式各有利弊，下面详细介绍一下以下三种密封方式的优缺点： 　　密封形式一：如图2-4，用一层密封条（密封条为海绵橡胶条（ISO29＼＼5*23），此种密封条的压缩量为2mm，每米的价格大概在7元左右），柜门与门框间用锁压紧，从而起到了密封的作用。工作原理：当水从门板与柜体的缝隙流入时。大部分水会被柜体上的反折弯边所阻拦，之后，从柜体四个方向上的反折弯边所组成的流通通道流走；而一小部分水会接触到密封条，如门框与密封条间有间隙，这部分水则有可能会渗入到柜内。优点：该密封方式同时适用于大、小两种箱体结构。大接触面压紧密封，结构简单，便于安装。成本较低。缺点：门框加工难度较大，焊接变形较大，焊后需要较严格的整形处理。不适用于厚钢板的加工。 　　密封形式二：如图2-4，用两层密封条（密封条为海绵橡胶条LS1022 ＼＼10*22，此种密封条的压缩量